Повышение поворотливости машины с колесной формулой 4х4. Специальность: 5А521101- «Автомобили». Диссертация (стр. 9 )

Где В - колея машины;

r0 - свободный радиус колес;

Кх - коэффициент тангенциальной эластичности шин.

Отличие формулы (3.4 ) от (3.3) для колесной машины с управ­ляемыми колесами заключается во втором (дополнительном) слага­емом числителя. Поэтому, при одинаковых массово-геометрических параметрах машин, устойчивость машины с неповоротными колесами всегда выше, чем у двухосных машины с управляемыми колесами.

3.2. УСТОЙЧИВОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ШАССИ С ЗАДНИМИ САМОУСТАНАВЛИВАЮЩИМИСЯ КОЛЕСАМИ.

Одним из вариантов изменения направления поворота колесной машины является схема с задние колеса являются самоустанавливающимися. Такая схема заметно упрощает схему трансмиссии и улучшает поворотливость машины, в особенности при невысоких значениях момента сопротивления качению колес. При такой схеме управления при движении по траекториям близким к прямолинейным, задние колеса могут быть заблокированы от поворота, что увеличивает устойчивость движения. При поворотах блокировка от поворота задних колес выключатся и машина поворачивается за счет притормаживания колеса передней ведущей оси. Такая схема поворота применятся на некоторых артиллерийских тягачах, а также сельхозмашинах. Возможным недостатком такой схемы управления траекторным движением машины является недостаточная устойчивость движения машины. Известно, что при задних поворотных колесах устойчивость машины ниже, чем у машин с передними управляемыми колесами. Поэтому представляет большой интерес рассмотрение устойчивости движения колесной машины с задними самоустанавливающимися колесами, а также когда они заблокированы от поворота (самопроизвольного), например, с помощью фрикционных муфт. Рассмотрим условия устойчивости движения двухосной колесной машины с бортовой системой поворота у которой задние колеса являются самоустанавливающимися.

Уравнение движения шасси для этого варианта получим используя уравнения шасси с задними управляемыми колесами.

(3.5)

(3.6)

Уравнения движения поворотного колеса

Запишем выражения углов увода по [23]

(3.7)

Боковая реакция

(3.8)

Стабилизирующий момент (3.9)

Где , -длина контактной площадки

Движение управляемого колеса относительно оси поворота запишем в виде:

(3.10)

где - момент инерции стойки колеса относительно вертикальной оси.

h - постоянная вязкого сопротивления.

(3.11)

или

(3.12)

Система уравнений, учитывающая три степени свободы движения

имеет вид:

(3.13)

Введем обозначения:

С принятыми обозначениями

(3.14)

Найдем характеристическое уравнение

(3.15)

(3.16)

(3.17)

(3.18)

(3.19)

(3.20)

(3.21)

Условия устойчивости движения для систем.

N0>0, N1>0, N3,N4>0

N3(N1N2-N0N3)-N12N4>0 (3.22)

1.Заднее опорное колесо неповоротное. Стабилизирующим моментом шины пренебрегаем. (h=c=0)

Для этого случая

N4 не зависит от L, но зависит от С

В силу принятых допущений (h=c=0)

N3=N4=0

Характеристический многочлен

(3.23)

Отсутствие члена содержащего «P» в первой степени и свободного члена означает, что полностью определены только

После деления D(P) на Pz условие устойчивости;

N0>0, N1> 0, N2>0

Из условиям N2=0 получим

(3.24)

(3.25)

м /с, (3.26)

т. е. получим тоже значение критической скорости, что и для машины с бортовой системой поворота.

Рассмотрим следующие случаи:

П. Демпфирование и вынос равны нулю, т. е. h и n=0;

;

Введем обозначения:

K1+k2=k k2b-k1a=q

Условия устойчивости

Ni>0, R=N3(N1N2-N0N3)-N4N12 (3.27)

N0, N1 всегда больше нуля

(3.28)

Коэффициент N2 также всегда больше нуля (N2>0)

N3>0, так как второй член выражения близок к нуля

(3.29)

Из условия N= 0 получаем:

(3.30)

Ориентировочно

при k1=k2

из условия R= N3N1N2-N22 N0-N4N12ю0

имеем

(3.31) введем обозначения

(3.32)

Критическая скорость будет иметь место при R=0 т. е. при

: (3.33)

(3.34)

(3.35)

(3.36)

(3.37)

Введем обозначения:

(3.38)

или

м/с (3.39)

Для случая

(3.40)

Или

(3.41) Полученные выражения для Vкр можно распространить и на случай наличия выноса оси колес «h». В этом случае в уравнениях вместо значения «с» надо подставить значение–c (c=n-l).